西格玛度量值在肿瘤标志物检测质量持续改进中的应用 *

2020-02-01高娟马梦影张亚亚张小颖王瑶邓克廷李卓

临床检验杂志 2020年12期

高娟，马梦影，张亚亚，张小颖，王瑶，邓克廷，李卓

(西安医学院第一附属医院检验科，西安 710077)

质量控制是临床检验工作的重点，只有正确地选择质控方案才能为临床提供可靠的检测结果。目前，大多数实验室主要采用Westgard多规则中的12s为警告，22s和13s为失控来控制检测系统的分析性能，各项目均使用统一的质控规则，存在较大的局限性[1]。而西格玛(σ)是客观评估过程性能的一种技术，可量化分析检测过程的性能和风险。达到6σ水平即意味着实现百万次测试结果中仅3.4个差错，代表了卓越的检验质量。各个质量指标的缺陷率可以转换为西格玛级别而更易于比较[2]。σ值可体现检验过程中精密度和正确度与质量目标的关系[3]。本研究依据肿瘤标志物常规检测项目分析性能及临床质量要求，应用6σ质量管理方法[4]，对本实验室常规开展的肿瘤标志物项目质量目标指数(quality goal index，QGI)进行评价，优化质控方案，实现不同项目个性化的质控规则，从而提高质控效率，改善检测系统的性能，提高实验室质量管理水平，保证检测结果的准确性和可靠性。

1 材料与方法

1.1仪器与试剂 Abbtt Architect i2000化学发光仪(美国雅培公司)，Beckman Coulter DXI800化学发光仪(美国贝克曼公司)，特定蛋白分析仪(德国西门子公司)。试剂、校准品均采用厂家配套试剂，均在有效期内使用。

1.2研究项目收集2018年1月至2019年12月西安医学院第一附属医院检验科常规开展的10个肿瘤标志物项目：甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)、糖类抗原125(CA125)、糖类抗原199(CA199)、糖类抗原153(CA153)、总前列腺特异性抗原(tPSA)、游离前列腺特异性抗原(fPSA)、铁蛋白(FERR)、β-绒毛膜促性腺激素(β-HCG)、β2微球蛋白(β2-MG)。采用Abbtt Architect i2000化学发光仪及配套试剂检测AFP、CEA、CA125、CA199、CA153、t-PSA、f-PSA项目；采用Beckman Coulter DXI800化学发光仪及配套试剂检测FERR和β-HCG项目；采用特定蛋白分析仪及配套试剂检测β2-MG项目。以上均按照仪器及试剂盒说明书操作及结果判读。室间质控品由国家卫健委临床检验中心提供。室内质控品低浓度(水平1)和高浓度(水平2)为厂家配套试剂，质控规则为13s/22s/R4s，以变异系数(CV)评价各检验项目精密度。所有项目同步参加国家卫健委临床检验中心室间质评，以偏倚评价各检验项目正确度。

1.3方法

1.3.1不精密度(CV)评估根据2018和2019年室内质控每月在控数据的累积CV，计算获得各项目水平1和水平2的平均CV，即CV1和CV2，作为方法的不精密度。

1.3.2偏倚(Bias)评估根据2018和2019年共4次国家卫健委临床检验中心室间质量评价的回报结果，计算各项目2个水平的平均偏倚。

1.3.3计算西格玛(σ)度量值并绘制标准化6σ方法性能验证图

1.3.3.1σ计算公式：σ=(TEa-|Bias|)/CV，其中各参数均以百分数表示。性能评价标准：当σ水平>6为世界一流，5≤σ<6为优秀，4≤σ<5为良好，3≤σ<4为临界，2≤σ<3为不可接受水平。

1.3.3.2绘制标准化6σ方法性能验证图[5]具体步骤：登陆检验医学信息网，进入 “标准化的西格玛性能验证”菜单。在项目添加栏目分别填写：项目名称、TEa、Bias、CV，点击“添加”按钮。此时项目分析结果就显示在性能图中，当所有项目添加完成后，点击“打印”按钮，性能图将下载到电脑指定位置。本研究选取的肿瘤标志物项目为：AFP、CEA、CA125、CA199、CA153、tPSA、fPSA、FERR、β-HCG和β2-MG。

1.3.4计算QGI 公式：QGI=Bias%/(1.5×CV%)，CV对于未达到6σ的检测项目，QGI值将提示导致检测方法性能不佳需要优先改进的方向。具体判断规则如下：QGI>1.2，提示方法正确度较差，优先改进正确度； QGI<0.8，提示未达6σ的主要原因是精密度超出允许范围，优先改进精密度；QGI在0.8～1.2，提示正确度和精密度均需改进[6]。

1.3.5统计学分析根据项目的σ值不同区间所占比率，应用SPSS 18.0统计学软件对统计资料进行分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.12018年各项目的σ度量值根据2018年室内质控、室间质评结果和国家卫健委允许总误差要求的质量目标，对本科室开展的10个项目肿瘤标志物(AFP、CEA、CA125、CA199、CA153、t-PSA、f-PSA、FERR、β-HCG 和β2微球蛋白)各高、低2个水平分别计算σ值，结果显示平均σ值为4.25，其中只有AFP(2)和β-HCG(2) 2个项目达到了6σ水平；另外，AFP(1)、CA199(2)、FERR(1)、β-HCG(1)和β2-MG(2) 达到了5σ水平，能满足临床需求；CA125、f-PSA(1)和FERR(2) 达到4σ水平，其余项目处于“临界”，甚至“不可接受”水平，均需进行质量改进。

2.22018年西格玛性能验证图根据国家标准质量规范绘制西格玛性能验证图，结果见图1。图中斜线划分区域从右上到左下依次代表“2≤σ<3(不可接受)”、“3≤σ<4(临界)”、“4≤σ<5(良好)”、“5≤σ<6(优秀)”和“σ≥6(世界一流)”。从图1可见，σ≥6项目2个(10 %)，5≤σ<6项目5个(25%)，4≤σ<5项目4个(20%)，3≤σ<4项目7个(35%)，2≤σ<3项目2个(10%)。

图1 2018年标准化σ方法性能验证图

2.3QGI度量值及改进方案计算各项目QGI值，结果发现需要优先改进精密度项目有7个，分别为：AFP、CA125、CA199、CA153、FERR、β-HCG和β2-MG；需要优先改进正确度的项目有3个，分别为CEA、t-PSA 和f-PSA，见表2。

表2 2018年肿瘤标志物的QGI度量值

根据不同的QGI，不同项目需要采取不同的优先改进措施，因此，进一步运用鱼骨图分析法对人员、仪器、材料、法规等因素进行分析，查找影响质量的关键因素和环节，并对各项目进行具体改进，结果见图2。如需要优先改进精密度的AFP、CA125、CA199、CA153、FERR、β-HCG和β2-MG项目，主要采取以下措施：(1)加强科室人员培训，全员进行定标、室内质控和室间质评知识培训。(2)加强仪器维护和保养。进行日保养、周保养，每个月联系仪器工程师进行仪器维护和保养；重新进行仪器的性能验证，排除仪器、方法本身性能不佳。(3)重新检测室间质评质控品，分析偏倚；严格检查试剂的运输及保存问题，避免试剂在仪器中装载时间过长，按时定标，避免不同批号试剂出现质控漂移；尽量订购同一批号质控品，规范溶解，并分装后置于-20 ℃冷冻保存。(4)重新修订室内质控和室间质评等相关SOP，更详细规范操作流程。对于需要优先改进正确度的CEA、t-PSA 和f-PSA项目，主要采取以下措施：(1)重新检测本次室间质评的质控品，并分析偏倚；(2)固定人员对试剂质量进行监督检查，并保证试剂质量合格；(3)固定人员对仪器进行日常保养、周保养，每个月请工程师进行专业维护和保养；联系仪器工程师对仪器进行校准；(4)对以上3个项目重新定标，并使用不同于定标液批号的具有溯源性的标准品进行正确度验证；(5)选择一家肿瘤标志物室间质评全部100分的三甲医院进行比对。

图2 影响各项目检测质量的鱼骨图分析

2.42019年肿瘤标志物各项目的σ度量值通过分别对各项目精密度和正确度的持续改进，2019年各项目的σ平均值为6.58，其中AFP、CEA、CA125(1)、CA199、CA153、f-PSA(1)、FERR、β-HCG、β2-MG达到世界一流水平，CA125(2)、t-PSA达到优秀水平，f-PSA(2)为临界水平。与2018年σ值相比，世界一流水平项目比例明显增多，见表3。

表3 2019年整改后肿瘤标志物的西格玛度量值

2.52019年西格玛性能验证图从图3可见，σ≥6项目16个(80%)，5≤σ<6项目3个(15%)，3≤σ<4项目1个(5%)。

图3 2019年标准化σ方法性能验证图

3 讨论

Westgard等[7]一直从事实验室质量管理方面的研究，其建立的“Westgard西格玛规则”能够针对各项目的西格玛水平制定个性化的质控方案，还能够增加失控检出率和降低假失控率，从而为项目的检测性能的改进提供新的思路。6σ质量管理体系是一种以统计学为基础的质量管理方法，通过定义、测定、分析、改进、控制(DMAIC)5个步骤保持对分析前、分析中、分析后的持续质量改进[8]。目前，通过实施6σ质量标准，能够使临床生化检验的质量得到改进，并能够根据临床生化检验的特点，设计个性化的质量控制方案，对保证检验质量具有重要意义[9]。同时，在血液学、肿瘤标志物等项目上广泛应用，是当前实验室质量管理领域的研究热点[10-13]。

本研究利用本科室2018年至2019年肿瘤标志物参加国家卫健委临床检验中心室间质评反馈的结果以及检测的室内质量控制数据进行σ度量值的评估，同时计算QGI值，借助6σ质量管理工具对肿瘤标志物项目检测进行质量管理，并通过鱼骨图分析具体原因，对于σ值较低的检测项目采取对应的改进措施，并评估比较2019年质量改进后肿瘤标志物检测的σ值与2018年未改进的变化趋势。从表1 中2018年肿瘤标志物的σ度量值可以看出，平均σ值为4.25，其中只有AFP(2)和β-HCG(2) 2个项目达到了6σ水平，另外，AFP(1)、CA199(2)、FERR(1)、β-HCG(1)和β2-MG(2)达到了5σ水平，能满足临床需求；而CA125、f-PSA(1)和FERR(2)达到4σ水平，其余项目处于“临界”甚至“不可接受”水平，均需进行质量改进。结合QGI，AFP、CA125、CA199、CA153、FERR、β-HCG和β2-MG项目需要优先改进精密度，CEA、t-PSA 和f-PSA 3个项目需要优先改进正确度，对于t-PSA(2)和f-PSA(2)项目，其分析性能均在3σ以下，即使使用N=4(双水平质控品分别检测2次)的多规则质控方案也不能达到理想的误差检出率，需同时采用非统计质控弥补统计质控的不足[14]。综合各种因素后，首先，本科室重新制订校准计划，对各项目重新校准：从表3可以看出，大多数项目Bias%均有不同程度改善，t-PSA(2)尤为明显，但也有一些项目的Bias%反而升高，尤其f-PSA(2)，这可能与国家卫健委临床检验中心肿瘤标志物室间质量评价计划考核结果偏倚值有一定的局限性有关。其次，针对改进精密度的问题，对所有人员进行质控相关知识培训，并重新制订质控品使用SOP，保证操作人员的一致性，同时加强仪器的维护和保养。结果显示，各项目CV% 均有下降，说明改进效果显著。由此可见，经过各项目针对性的改进之后，其精密度和正确度都有很大改进。